[发明专利]一种提高钛合金疲劳性能的多级热处理工艺

摘要

一种提高钛合金疲劳性能的多级热处理工艺，通过在高温β相区进行短时保温将所有α相钛合金转变为β相，同时将晶粒的长度尺寸控制在100μm以下，获得全β组织；然后降温至α+β相区并保温，使得合金中β晶粒中析出片状初生α相，控制单个α相长度尺寸以及α相的整体体积百分含量；再通过高频感应对钛合金进行加热使钛合金温度沿钛合金厚度方向由表面至心部呈连续梯度分布，再淬火保持其结构形态；最后将上述钛合金加热至α+β相区温度并保持，使得钛合金表层全β相晶内形成并析出能使合金表面硬度大幅提高的呈弥散分布且尺寸为纳米级的ω相，再通过淬火，将具有ω相的钛合金进行形态保持。本发明的热处理工艺能极大提高合金的疲劳抗力，从而提高其疲劳性能。

主权项

1.一种提高钛合金疲劳性能的多级热处理工艺，其特征在于，通过在高温β相区进行短时保温来消除钛合金在加工过程中产生的内应力，并将所有α相钛合金转变为β相，同时将晶粒的长度尺寸控制在100μm以下，获得全β组织；然后降温至α+β相区并保温，使得合金中β晶粒中析出片状初生α相，控制单个α相长度尺寸在50μm以下，并控制α相的整体体积百分含量控制在40％～50％，以使合金得不同晶体晶粒中形成阻止合金中疲劳裂纹的扩展的网状组织；再通过高频感应加热对钛合金进行加热，利用高频感应加热的特性使钛合金表面迅速升温，并使钛合金温度沿钛合金厚度方向由表面至心部呈连续梯度分布，使钛合金的温度较高的表层重新获得全β组织，而温度较低的心部组织结构保持不变，再淬火保持其结构形态；最后，将淬火至室温状态的上述钛合金加热至α+β相区温度并保持，使得钛合金表层全β相晶内形成并析出能使合金表面硬度大幅提高的呈弥散分布且尺寸为纳米级的ω相，再通过淬火，将具有ω相的钛合金进行形态保持。